模电课程设计简易电子琴的设计

合集下载

简易电子琴的设计[优秀范文五篇]

简易电子琴的设计[优秀范文五篇]

简易电子琴的设计[优秀范文五篇]第一篇:简易电子琴的设计毕-1毕业设计任务书专业:班级:学生签名:一、设计题目简易电子琴的设计二、设计内容要求和技术参数(1)要求能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。

(2)使用元件:AT89C51、LM324,喇叭,按键等三、设计应完成的技术资料(1)写出设计过程(包括原理、方案)(2)系统硬件图并描述各部分的功能(3)对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高(4)写出此次设计的心得体会四、设计考核的主要知识与技能本课题是电子技术与单片机混合的综合性课题,主要考核《电子技术》与《单片机》的基本知识和应用能力。

五、设计时间:六、指导教师签名:第二篇:简易电子琴电路的设计电子综合实训任务书学生姓名:专业班级:指导老师:易迎彦工作单位:武汉理工大学理学院题目:简易电子琴电路的设计初始条件:直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具要求完成的主要任务:(包括电子综合实训工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求)1、技术要求:设计一个玩具电子琴,设8个琴键,分别代表1、2、3、4、5、6、7、į八个不同音符,每按下一个琴键,扬声器发出一个音符的声音。

演奏时的音量和节拍可以调节2、主要任务:(一)设计方案(1)按照技术要求,提出自己的设计方案(多种)并进行比较;(2)以CC7555时基集成电路为主,设计一个玩具电子琴电路(实现方案);(3)依据设计方案,进行预答辩;(二)实现方案(4)根据设计的实现方案,画出电路逻辑图和装配图;(5)查阅资料,确定所需各元器件型号和参数;(6)在面包板上组装电路;(7)自拟调整测试方法,并调试电路使其达到设计指标要求;(8)撰写设计说明书,进行答辩。

3、撰写电子综合实训说明书:封面:题目,学院,专业,班级,姓名,学号,指导教师,日期任务书目录(自动生成)正文:1、技术指标;2、设计方案及其比较;3、实现方案;4、调试过程及结论;5、心得体会;6、参考文献成绩评定表时间安排:电子综合实训时间:19周-20周19周:明确任务,查阅资料,提出不同的设计方案(包括实现方案)并答辩; 20周:按照实现方案进行电路布线并调试通过;撰写电子综合实训说明书。

简易电子琴(NE555,LM386)

简易电子琴(NE555,LM386)

课程设计说明书课程设计名称:模拟电路课程设计课程设计题目:简易电子琴模拟电路课程设计任务书题目简易电子琴内容及要求①产生e调8个音阶的振荡频率,分别由1、2、3、4、5、6、7、0号数字键控制;②其频率分别为:1:261.6、2:293.6、3:329.6、4:349.2、5:392.0、6:440.0、7:439.9、0:523;③利用集成功放放大该信号,驱动扬声器;④设计一声调调节电路,改变生成声音的频率。

进度安排第7周:查阅资料,学习仿真软件,确定方案,完成原理图设计及仿真;第8周:领元器件、仪器设备,制作、焊接、调试电路,完成系统的设计;第9周:检查设计结果、撰写课设报告。

音乐在人类社会扮演着重要的角色,传统的乐器学习难度大且价格高昂,而一些简易的电子乐器价格相对便宜,能满足一般爱好者需求。

故研制电子乐器具有一定社会意义。

本次课程设计中,采用NE555和LM386功率放大器来完成设计要求。

利用555定时器构成多谐振荡器,通过8个按键控制不同的RC组合使其产生不同频率八个基本音阶的脉冲信号波,通过LM386功率放大器驱动扬声器,即可发出八个音阶的音乐。

关键词:简易电子琴、NE555、LM386、8个音阶第一章系统组成 (1)1.1系统框图 (1)1.2系统介绍 (1)第二章各模块设计 (2)2.1按键开关模块 (2)2.2振荡器模块 (2)2.3扬声器模块 (3)第三章仿真图及分析 (4)3.1仿真波形图 (4)3.2仿真结果分析 (7)第四章设计结果分析 (8)第五章实验小结 (9)参考文献 (10)附录A 元件清单 (11)附录B 焊接实物图 (12)第一章 系统组成1.1系统框图图1.1系统框图采用555集成定时器组成简易电子琴,整个电路由振荡器、LM386功放器、扬声器和按键开关等部分组成。

主振荡器是由555定时器,八个按键开关,外接电容C1、C2,外接电阻R8以及R1-R7(用8个可调电阻调成所需电阻元件)等元件组成。

简易电子琴的设计课程设计

简易电子琴的设计课程设计

简易电子琴的设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解简易电子琴的基本工作原理,掌握相关的电子元件知识。

2. 学生能描述简易电子琴的电路结构,了解各部分功能及其相互关系。

3. 学生掌握基本的音乐理论知识,并能运用到电子琴的设计中。

技能目标:1. 学生能够独立完成简易电子琴的组装,提高动手实践能力。

2. 学生能够通过编程设计出独特的音乐作品,培养创新能力。

3. 学生能够运用所学知识解决简易电子琴制作过程中遇到的问题,提高问题解决能力。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术和音乐的兴趣,激发学习热情。

2. 学生在合作完成任务的过程中,培养团队协作精神和沟通能力。

3. 学生通过创作音乐作品,体验成就感,增强自信心,培养积极向上的生活态度。

4. 学生认识到科技与艺术的结合,体会创新的意义,培养探索精神。

本课程针对中学生设计,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。

通过本课程的学习,学生能够掌握简易电子琴的制作技能,培养音乐素养,提高实践和创新能力,同时培养良好的情感态度价值观。

二、教学内容1. 电子元件知识:介绍电阻、电容、二极管、三极管等基本电子元件的作用和特性,以及其在简易电子琴中的应用。

相关教材章节:第一章 电子元件基础知识2. 简易电子琴工作原理:讲解简易电子琴的基本工作原理,包括声音产生、放大、振荡等过程。

相关教材章节:第二章 电子琴工作原理3. 电路结构与功能:详细介绍简易电子琴的电路结构,包括键盘、音源、振荡器、放大器等部分的功能及其相互关系。

相关教材章节:第三章 简易电子琴电路结构4. 音乐理论基础:教授基本的音乐理论知识,如音名、音高、音值、节奏等,为电子琴设计提供理论支持。

相关教材章节:第四章 音乐理论基础5. 简易电子琴组装与调试:指导学生进行简易电子琴的组装、焊接和调试,培养动手实践能力。

相关教材章节:第五章 简易电子琴组装与调试6. 音乐作品创作与编程:教授如何通过编程创作音乐作品,运用所学知识对简易电子琴进行创新设计。

简易电子琴课程设计.doc

简易电子琴课程设计.doc

课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:信息工程学院题目: 简易电子琴电路的设计仿真与实现初始条件:可选元件:集成运算放大器LM324、电阻、电位器、电容若干,直流电源,或自备元器件。

可用仪器:示波器,万用表,直流稳压源,函数发生器要求完成的主要任务:(1)设计任务根据要求,完成对简易电子琴电路的仿真设计、装配与调试,鼓励自制稳压电源。

(2)设计要求①设计一简易电子琴电路,按下不同琴键即改变RC 值,能发出 C 调的八个基本音阶,采用运算放大器构成振荡电路,用集成功放电路输出。

已知八个基本音阶在 C 调时所对应的频率如下表所列C 调 1 2 3 4 5 6 7 if 0 /H Z 264 297 330 352 396 440 495 528②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。

③利用Proteus 或Multisim 仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。

④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。

⑤选做:利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。

时间安排:1、前半周,完成仿真设计调试;并制作实物。

2、后半周,硬件调试,撰写、提交课程设计报告,进行验收和答辩。

指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1. 模电课设概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1 )1.1设计背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)1.2设计目的及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)1.3 开发环境proteus简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)2.电路原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3) 2.1 RC桥式振荡电路及频率选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)2.2 振荡条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)3.总体方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)3.1实验电路设计思路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)3.2设计电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(6)3.3实验参数选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(6)4. 仿真曲线及结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)4.1 仿真操作过程及曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)4.2 仿真结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(14)5.实物制作及仿真、实物的差异⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(15)5.1实物制作过程和调试过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(15)5.2 仿真、实物的差异⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(16)6. 心得体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(17)7. 元件清单⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(18)8. 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(19)1 模电课设概述1.1 设计背景电子琴是一种键盘乐器,采用半导体集成电路,对乐音信号进行放大,通过扬声器产生音响。

模电课程设计简易电子琴电子琴

模电课程设计简易电子琴电子琴

题目名称:姓名:班级:学号:日期:目录一、设计目的 (4)二、方案论证,比较与设计 (4)2.1、系统方案选择 (4)2.2、课程设计思路 (4)三、设计方框图 (5)四、各模块电路的设计 (6)4.1、总电路图 (6)4.2、电路输入部分 (7)4.3、选频网络部分 (8)4.4、稳幅部分 (8)4.5、功率放大与输出部分 (9)五、系统测试与分析 (9)5.1振荡电路的起振及平衡 (9)5.2 输出频率的测试 (12)5.3 输出功率的测试 (13)六、总结 (14)致谢 (15)模拟电子电路课程设计任务书适用专业:测控技术与仪器、电子信息工程、电气工程及其自动化设计周期:一周一、设计题目:简易电子琴的设计(一)二、设计目的1、研究正弦波等振荡电路的振荡条件。

2、学习音频集成功率放大器的应用。

3、学习音频产生电路的应用及设计方法以及主要电路指标的测试方法。

三、设计要求及主要电路指标设计要求:通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计,按下不同琴键改变 RC值,发出C调的八个基本音阶,采用运算放大器构成振荡电路,用集成功放电路输出音调,从而达到电子琴固有的基本功能。

1、方案论证,确定总体电路原理方框图。

2、单元电路设计,元器件选择。

3、仿真调试及测量结果。

主要电路指标1、产生C调八个基本音阶的频率2、设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率,与基本音阶的频率进行比较。

3、要求集成音频功放的内置电压增益为20倍以上。

四、仿真需要的主要电子元器件1、运算放大电路(如LM324)2、集成功放(如LM386)3、喇叭4、二极管、电阻器、电容器等五、设计报告总结(要求自己独立完成,不允许抄袭)。

1、对所测结果(如:音频频率值,出电压放大倍数等)进行全面分析,总结理论与实际间的误差。

2、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。

3、给出完整的电路仿真图。

4、体会与收获。

六、参考文献1.彭介华.电子电路课程设计指导.北京:高等教育出版社,20052.陈大钦主编.电子电路基础实验—电子电路实验·设计·仿真.北京:高等教育出版社,20003.高吉祥主编.电子电路基础实验与课程设计.北京:电子工业出版社,2002 4.郑步生. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.20025./6./一、设计目的1、研究正弦波等振荡电路的振荡条件构成、原理及设计方法。

模电课程设计-简易电子琴的设计

模电课程设计-简易电子琴的设计

1. 模电课设概述现在的电子琴一般使用PCM或AWM采样音源。

所谓采样就是录制乐器的声音,将其数字化后存入ROM里,然后按下键时CPU回放该音。

甚至有一些高级编曲键盘可以使用外置采样(比如Tyros3的硬盘音色)。

现代电子琴并非“模仿”乐器音色。

它使用的就是真实乐器音色。

当然,现在力度触感在电子琴里是必备的。

而且现代电子琴还加上了老式电子琴的滤波器,振荡器,包络线控制来制造和编辑音色。

甚至也带上了老式电子琴的FM合成机构。

本次课程设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计,按下不同琴键改变RC值,发出C调的八个基本音阶, 采用运算放大器构成振荡电路,用集成功放电路输出音调,从而达到电子琴固有的基本功能。

2. Proteus软件简介Proteus软件是由英国LabCenter Electronics公司开发的EDA工具软件,由ISIS和ARES两个软件构成,其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件,ARES是一款高级的布线编辑器,它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。

它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。

虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

Proteus软件的模拟仿真直接兼容厂商的SPICE模型,采用了扩充的SPICE3F5电路仿真模型,能够记录基于图表的频率特性、直流电的传输特性、参数的扫描、噪声的分析、傅里叶分析等,具有超过8000种的电路仿真模型。

Proteus软件支持许多通用的微控制器,如PIC、AVR、HC11以及8051;包含强大的调试工具,可对寄存器、存储器实时监测;具有断点调试功能及单步调试功能;具有对显示器、按钮、键盘等外设进行交互可视化仿真的功能。

此外,Proteus可对IA RC-SPY、KEIL等开发工具的源程序进行调试。

此外,在Proteus中配置了各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、频率计,便于测量和记录仿真的波形、数据。

微机原理课程设计-简易电子琴设计

微机原理课程设计-简易电子琴设计

简易电子琴设计一、设计目的通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识,提高应用微机解决问题的能力,加深对微机应用的理解。

通过查阅资料,结合所学知识进行软、硬件的设计,使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。

为以后学生结合专业从事微机应用设计奠定基础。

二、设计的原始资料及依据(1)查阅定时器8254,可编程8255及音节的频率范围等资料。

(2)通过改变键盘输入来改变8254输出频率,实现扬声器发音。

三、设计的主要内容及要求内容:利用微机原理试验箱,设计简易电子琴。

要求:(1)可以弹出7个音阶。

(2)弹奏简短音乐。

四、对设计说明书撰写内容、格式、字数的要求1.课程设计说明书(论文)是体现和总结课程设计成果的载体,一般不应少于3000字。

2.学生应撰写的内容为:目录、正文、参考文献等。

课程设计说明书(论文)的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》执行。

应做到文理通顺,内容正确完整,书写工整,装订整齐。

3.说明书(论文)手写或打印均可。

手写要用学校统一的课程设计用纸,用黑或蓝黑墨水工整书写;打印时按《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》的要求进行打印。

4. 课程设计说明书(论文)装订顺序为:封面、任务书、成绩评定表、目录、正文、参考文献。

五、设计完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求;提交课程设计说明书一份。

在说明书中要有设计原理、硬件电路接线图、设计的程序及必要注释等。

六、时间进度安排;七、主要参考资料(文献)。

1、《微机原理与应用》大连理工大学出版社2、《微机原理与接口技术》北京航空航天大学出版社3、《微型计算机原理与汇编语言》电子工业出版社4、《8088/8086汇编语言程序设计》中央广播电视大学出版社沈阳工程学院微机原理及应用课程设计成绩评定表系(部):自动控制系班级:自本051 学生姓名:陈阳摘要微机原理课程设计——设计简易电子琴本实验是利用微机原理试验箱、8255芯片、8254芯片、键盘、扬声器等硬件设备,设计简易电子琴。

模电课程设计电子琴

模电课程设计电子琴

模电课程设计电子琴一、课程目标知识目标:1. 让学生理解模拟电子技术基本原理,特别是振荡器、放大器等在电子琴中的应用;2. 掌握电子琴的基本电路组成,了解各个部分的功能及相互关系;3. 学会分析电子琴音色、音调产生的原理及其调节方法。

技能目标:1. 培养学生动手搭建简单电子琴电路的能力,提高实践操作技能;2. 能够运用所学知识,对电子琴电路进行调试和故障排查;3. 培养学生团队协作能力,共同完成电子琴的制作。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的学习兴趣,培养探究精神;2. 培养学生面对问题的积极态度,敢于挑战,勇于创新;3. 增强学生的环保意识,关注电子产品的节能与环保。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标注重理论与实践相结合,以学生动手实践为主,提高学生的实际操作能力。

通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际电路制作中,培养其创新精神和团队协作能力。

同时,注重培养学生的情感态度价值观,使其在学习过程中形成积极向上的心态,为今后的学习和生活奠定基础。

后续教学设计和评估将围绕上述具体学习成果展开。

二、教学内容1. 理论知识:- 模拟电子技术基本原理,特别是振荡器、滤波器、放大器等;- 电子琴电路的组成、功能及其工作原理;- 音色、音调产生与调节方法。

参考教材章节:第一章 模拟电子技术基础,第二章 振荡器与滤波器,第三章 放大器。

2. 实践操作:- 动手搭建电子琴电路,包括振荡器、滤波器、放大器等模块;- 电子琴电路的调试与故障排查;- 电子琴音色、音调的调整与优化。

3. 教学安排与进度:- 第一周:学习模拟电子技术基础,了解电子琴电路组成;- 第二周:学习振荡器、滤波器、放大器原理,进行电路搭建;- 第三周:电路调试与故障排查,音色、音调调整;- 第四周:优化电路,进行团队协作,完成电子琴制作。

教学内容注重科学性和系统性,理论与实践相结合。

通过以上教学安排,使学生能够逐步掌握模拟电子技术相关知识,并应用于实际电子琴制作中。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1. 模电课设概述现在的电子琴一般使用PCM或AWM采样音源。

所谓采样就是录制乐器的声音,将其数字化后存入ROM里,然后按下键时CPU回放该音。

甚至有一些高级编曲键盘可以使用外置采样(比如Tyros 3的硬盘音色)。

现代电子琴并非“模仿”乐器音色。

它使用的就是真实乐器音色。

当然,现在力度触感在电子琴里是必备的。

而且现代电子琴还加上了老式电子琴的滤波器,振荡器,包络线控制来制造和编辑音色。

甚至也带上了老式电子琴的FM 合成机构。

本次课程设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计,按下不同琴键改变RC值,发出C调的八个基本音阶,采用运算放大器构成振荡电路,用集成功放电路输出音调,从而达到电子琴固有的基本功能。

2. Proteus软件简介Proteus软件是由英国LabCenter Electronics公司开发的EDA工具软件,由ISIS和ARES两个软件构成,其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件,ARES是一款高级的布线编辑器,它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。

它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。

虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

Proteus软件的模拟仿真直接兼容厂商的SPICE模型,采用了扩充的SPICE3F5电路仿真模型,能够记录基于图表的频率特性、直流电的传输特性、参数的扫描、噪声的分析、傅里叶分析等,具有超过8000种的电路仿真模型。

Proteus软件支持许多通用的微控制器,如PIC、AVR、HC11以及8051;包含强大的调试工具,可对寄存器、存储器实时监测;具有断点调试功能及单步调试功能;具有对显示器、按钮、键盘等外设进行交互可视化仿真的功能。

此外,Proteus可对IAR C-SPY、KEIL 等开发工具的源程序进行调试。

此外,在Proteus中配置了各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、频率计,便于测量和记录仿真的波形、数据。

3. 简易电子琴基本原理3.1 音乐产生原理由于一首音乐是许多不同的音阶组成的,而每个音阶对应着不同的频率,这样我们就可以利用不同的频率的组合,即可构成我们所想要的音乐了。

音调主要由声音的频率决定,乐音(复音)的音调更复杂些,一般可认为主要由基音的频率来决定,也即一定频率的声音对应特定的乐音。

在以C调为基准音的八度音阶中,所对应的频率如表1所示。

如果能够通过某种电路结构产生特定频率的波形信号,再通过扬声器转换为声音信号,就能制作出简易的乐音发生器,再结合电子琴的一般结构,就可实现电子琴的制作了。

3.2 设计原理3.2.1振荡电路原理由于RC振荡电路,一般用来产生1HZ~1MHZ范围内的低频信号;而LC振荡电路一般用来产生1MHZ以上的高频信号,由上表我们可以知道选择RC振荡电路。

其基本电路为RC文氏电桥振荡电路。

图1 RC桥式震荡电路RC桥式振荡电路可以选出特定频率的信号。

理论推导过程如下:即当f0=1/(2πRC)时,输出电压的幅值最大,并且输出电压是输入电压的1/3,同时输出电压与输出电压同相。

通过该RC串并联选频网络,可以选出频率稳定的正弦波信号,也可通过改变R,C的取值,选出不同频率的信号。

图2所示为含外加信号的正弦波振荡电路,其中A,F分别为放大器回路和反馈网络的放大系数。

图2中若去掉X i,由于反馈信号的补偿作用,仍有信号输出,如图3所示X f=X i,可得自激振荡电路。

自激振荡必须满足以下条件:图2 正弦波震荡电路图3 自激震荡电路自激振荡的初始信号一般较小,为了得到较大强度的稳定波形,起振条件需满足|AF|>1。

在输出稳定频率的波形前,信号经过了选频和放大两个阶段。

具体来说,是对于选定的频率进行不断放大,非选定频率的信号进行不断衰减,结果就是得到特定频率的稳定波形。

LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。

3.3 方案设计3.3.1 振荡电路振荡电路图如图4所示图4 振荡电路图选择C 1=0.1uF ,R 4=1k Ω,根据公式R R C f f 41021π==,结合表一,即可计算出八个音阶对应的电阻值,分别为R 5=9.09K Ω,R 6=10.34 K Ω,R 7=13.08K Ω,R 8=16.15 K Ω,R 9=20.44 K Ω,R 10= 23.26K Ω,R 11=28.72 K Ω,R 12=36.34K Ω。

选定 R 4≠R ,且R 4≤R (8)由式3推导可得:F=RR 421+ ≈ 21 (9) 则由式(8)及起振条件|A ·F|>1,可得:21321≥++=R R R A即 321R R R ≥+ (10)选择R 1=800Ω,R 2=900Ω,R 3=1500Ω3.3.2 集成功放电路集成功放电路图如图5所示图5 集成功放电路图 如图5所示为LM386外围器件最少的连接方式,其内置电压增益为20倍。

C 3取4.7uF 为退耦电容,所谓退耦即防止前后电路网络电流大小变化时,在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。

换言之,退耦电容能够有效地消除电路网络之间的寄生耦合。

退耦滤波电容的取值通常为4.7-200uF ,退耦压差越大,电容的取值应该越大。

C 4为旁路电容,它可将混有高频信号和低频信号的交流信号中的高频成分旁路掉的电容,取10uF 。

C 6为隔直传交电容,取220uF 。

3.3.3 整体电路图图6 整体电路图4. Proteus原理图绘制4.1选取元件进入Proteus界面后,单击工具栏上的“新建”按钮,新建一个设计文档。

单击“保存”按钮,在弹出的对话框中的文件名框中输入“简易电子琴”,再单击“保存”按钮,完成新建设计文件操作,其后缀名自动为.DSN。

单击绘图工具栏中的元件模式中的“P”按钮,弹出如图9所示的选取元器件对话框,在此对话框左上角“keywords(关键词)”一栏中输入元器件名称,如“LM324”,系统在对象库中进行搜索查找,并将与关键词匹配的元器件显示在“Results”中。

在“Results”栏中的列表项中,双击“LM324”,则可将其添加至对象选择器窗口。

按照此方法完成其它元器件的选取,如果忘记关键词的完整写法,可以用“*”代替,如“SWITC*”可以找到开关。

被选取的元器件4.2放置元件及排版通过对象选择器窗口单击选择相应元件,在右侧图形编辑窗口中单击左键放置元件。

元件的移动:用鼠标左键按住元件拖曳。

元件的旋转:选定所需旋转元件,单击绘图工具栏左右旋转按钮完成旋转。

元件的删除:通过鼠标左键选定要删除的元件,点击键盘上的delete键即可完成对应元器件的删除。

将鼠标移至元件引脚处待出现红色方框单击鼠标左键将鼠标移至所需连接的另一元件管脚处待出现红色方框后再次单击鼠标左键完成单根导线的连接。

以此类推,按照实验原理图放置元件并布线。

引出节点:在所需引出节点导线处单击鼠标右键,移动鼠标即可在该点设置节点并引出导线。

完成电路布线后,为使电路更加紧凑有逻辑性,各功能区域明显,应对相应元件或导线位置进行相应调整。

4.3模拟及仿真电路连接无误后,根据实验要求,选定所需信号源及测试仪表,单击仿真键仿真。

示波器:在绘图栏中选择虚拟仪器菜单中的Oscilloscope(示波器)选项,将其放置到图形编辑窗口,连接相应导线至测试点。

5.Proteus电路仿真由于Proteus具有强大的仿真功能,所以我们优先选用Proteus作为本电路图的仿真工作。

在电路原理图中,我们已经将各元件安放参数调试完毕。

下面就需要用示波器观察输出参考点波形。

我们将第一个采样点选取在振荡电路的输出端,将第二个采样点选取在总电路的输出端。

先将所有的开关打开,单击开始按钮,弹出示波器显示窗格,通过按下不同的按键改变R的值,从而改变频率进而发出不同的声音,但只能同时闭合一个开关。

观察示波器输出的波形,进行仿真结果分析。

图7 按下R12的波形图图8 按下R11的波形图图9 按下R10的波形图图10 按下R9的波形图图11 按下R8的波形图图12 按下R7的波形图图13 按下R6的波形图图14 按下R5的波形图6.仿真结果分析6.1 频率及放大倍数测量由示波器的波形可读出各个音调所对应的周期,分别为:T1=4.00ms, T2=3.50ms, T3=3.00ms, T4=2.92msT5=2.50ms, T6=2.30ms, T7=2.01ms, T8=1.90ms根据公式f=1,可求得相对应的频率大小如下:f1=250Hz, f2=286Hz, f3=333Hz, f4=342Hzf5=400Hz, f6=435Hz, f7=498Hz, f8=526Hz6.2 理论比较由仿真得出的频率与八个基本音阶的频率比较相近,均控制在了允许的误差范围之内;所以此次的设计仿真比较成功,达到了设计要求。

6.3 误差分析理论与实际虽然相近,但仍然存在一定的误差,主要由以下原因引起:1)选择的元件值与计算的理论值之间有差距;2)有一定的干扰信号存在,使结果出现误差;3)在对波形的周期进行读数时,人为的引起误差。

7.设计总结通过了几周的准备与设计,我们终于完成了简易电子琴的设计。

我们这是第一次接触课程设计,所以一直在边学习边设计。

首先开始学习proteus软件,学会自己利用软件绘制电路图,进行仿真。

接下来我们通过查阅了很多的资料,发现制作简易电子琴有很多方法,但由于我们对其他方案中的单片机等元器件不了解,对其中的电阻电容等一些频率的计算有一定的难度,所以我们选择了在课本中学到过的振荡电路来设计。

在设计振荡电路的时候,我们遇到了问题。

我们通过理论计算,选取了元器件,然后按照设计的电路图用proteus画出电路图进行仿真,但得到的波形并不是理论的波形,频率的偏差很大,且出现了失真。

所以我们又再次检查了电路图,发现了问题并进行了改进,最后终于得到了比较理想的结果。

在设计集成功率放大器时,我们开始选择的是课本上的TDA2030A构成的BTL功放和单电源互补对称功放,但是由于在proteus的软件库中没有这种元件,所以只能放弃。

同样的,其他很多的元件都不能在proteus中找到,所以我们查了很多资料,最后选定了使用LM386。

我们确定了整体的电路图后,就开始整体的调试仿真,通过最后得出的波形图调整一些元件的参数,最后得到了与理论值比较接近的波形,这时候激动的心情是难以形容的。

8.心得体会这次的模电课设,我从中又学到了另外一门软件,那就是proteus的使用,其实在画电路图的时候,我也遇到了不少的问题,首先,它是全英文版的,我就先在网上找了一些视频,了解了它大致的使用方法之后,再用此软件照着做好的电路图画,而且还要找一下各种元器件在此软件中所在的位置,摆弄好元器件后,就开始用示波器检查波形的相关情况,在仿真的时候,喇叭出来的声音和八个音阶还是十分相像的,但是不可能像真正的电子琴那么的完美。

相关文档
最新文档